Savoir son cours SA. 1 Signaux périodiques – exercices

SA. 1
Signaux périodiques – exercices
Savoir son cours
 Analyse de signaux :
Etudiez les signaux ci-dessous. Dire s’ils sont
périodiques ou non. Dans le cas où ils le sont,
déterminer la période, la fréquence et la tension
maximale du signal.
 Fréquences et périodes…
Remplir le tableau ci-dessous. Pour les
phénomènes périodiques vous les choisirez
dans la liste suivante : ondes radios ; son pur
« la » ; tour de cadran de la trotteuse d’une montre.
Rythme cardiaque d’un sportif au repos ; défilement
des images au cinéma.
fréquence
période
phénomène
440 Hz
1 min
101,7 MHz
1s
24 Hz
 Apnée :
Au repos, le rythme cardiaque d’un plongeur
en apnée est de 36 pulsations par minutes. Il
peut descendre à 20 pulsations par minutes
lors d’une plongée.
a) Quelle est sa fréquence cardiaque en Hz au
repos et en plongée ?
b) Quelle est la durée séparant deux
battements de cœur dans ces deux
situations ?
c) Comment appelle-t-on ces durées ?
 Fréquence d’un processeur :
La fréquence du processeur d’une tablette
numérique est de 1,2 GHz. Calculer sa période
en ps.
Utiliser ses connaissances
 La fréquence de poteaux :
Sur une route, des poteaux sont situés tous les
12 m. Un voiture parcourt cette route à une
vitesse constante de 90 km/h.
a) Calculer la vitesse de la voiture en m/s.
b) Un observateur situé dans la voiture voit
défiler les poteaux. Pourquoi est-ce un
phénomène périodique ?
c) Quelle est sa période et sa fréquence ?
 Electroencéphalogramme :
Voici un document représentant une partie d’un
électroencéphalogramme. Chaque courbe est
l’enregistrement du signal électrique capté par
l’une des électrodes posée sur la tête du patient. Ce
dernier a été saisi d’une crise d’épilepsie au cours
de la séance : elle résulte d’une décharge électrique
soudaine dans le système nerveux central.
 Electrocardiogramme :

Le document suivant reproduit une partie d’un
électrocardiogramme. On y trouve les
enregistrements de deux signaux aVR et aVL,
transmis par des électrodes. Le début de
l’enregistrement se trouve à gauche.
a) Quelle est l’échelle utilisée pour représenter
les deux signaux aVR et aVL ?
b) Pour le signal aVL, chaque maximum est
suivi d’un minimum. Calculer en mV l’écart
entre ces deux extrema.
c) Quelle donnée sur le document est une
vitesse ? Interprétez sa valeur.
d) Les deux signaux sont-ils périodiques ? Si oui
calculer leurs périodes et leurs fréquences.
e) Cette période est aussi celle des battements
du cœur. Calculer le nombre de battements
par minute.
a) La grandeur figurant en ordonnée sur chacune des courbes est une tension électrique. En quelle unité
s’exprime-t-elle ?
b) A quelle date de l’enregistrement la crise d’épilepsie semble-t-elle commencer ?
c) Avant cette date, le signal T6 peut être considéré comme périodique. Déterminer sa période et sa
fréquence.
d) Faire de même pour le signal T3 après cette date.
e) Sur cette partie du signal T3, on remarque des oscillations de fréquence plus élevée. Estimez la
fréquence et la période de ces oscillations.
 En vélo !
 Mon cœur !
On enregistre sur un oscilloscope la tension
aux bornes d’une lampe de vélo. Cette lampe
est alimentée par un alternateur mis en
rotation par la roue du vélo. Voici les signaux
obtenus pour deux vitesses de rotation de la
roue.
On présente trois électrocardiogrammes ci-dessous :
a) Sont-ils périodiques ? Pourquoi ?
Données :
 échelle horizontale (20 ms/div.)
 échelle verticale (0,5/div.)
a) Pour chaque vitesse de la roue, caractériser
la tension aux bornes de la lampe en termes
de période, fréquence, tension maximale et
tension minimale :
b) Dessiner cette tension si la roue ralentit puis
s’arrête :
b) Traduire les symptômes de la tachycardie
ventriculaire en termes de valeur maximale du
signal, de période et de fréquence.
c) Sachant que la feuille se déroule à 2 carreaux par
seconde, pour le cœur normal, calculer la période
du rythme cardiaque, la fréquence cardiaque en Hz
et en battements par minute.
 Mon cœur ! ...encore…
Exercice du site Ostralo (vérifiez vos réponses en ligne !)
L'électrocardiographie (ECG) est un examen rapide qui permet de mettre en évidence diverses
anomalies cardiaques. Il consiste à enregistrer sur un papier qui défile l'activité électrique du cœur. Une
partie de l'électrocardiogramme d'un patient a été reproduite ci-dessous.
a) Peut-on dire que les battements du cœur du patient sont périodiques ? (justifier).
b) Quelle est la signification de l'indication "25 mm/s" ? (justifier).



C'est l'échelle du document "25 millimètre par section"
C'est la longueur totale du papier "25 millimètres"
C'est la vitesse de défilement du papier "25 millimètres par seconde"
c) Quelle est la durée entre les deux premières pulsations ? (justifier).



0,68 s
1,7 s
3,4 s
d) Quel est le nombre de battements de cœur par minute pour ce patient ? (justifier).



35
41
88